Notas de Aula Eletrônica de Potência

Eletrônica de potência Introdução Dispositivos semicondutores de potência Circuitos conversores de potência Análise de chaves ideais e não-ideais DIODOS BJT, MOSFET TIRISTORES etc. AC/DC DC/AC DC/DC AC/AC INTRODUÇÃO * O que é eletrônica de potência? Controle do chaveamento e a conversão da potência elétrica utilizando dispositivos semicondutores Corrente elétrica: fluxo ordenado de elétrons Conversão de Potência Elétrica Potência elétrica de entrada Sistema Eletrônico Potência elétrica de saída Sistema Eletrônico para o controle do chaveamento. Fontes chaveadas Soft-starters 1. Reostato como dispositivo de controle da transferência de potência Determinar Potência entregue à carga RL (PL) Potência dissipada no reostato (PR) Potência total fornecida pela fonte PT Eficiência η a) R=0Ω b) R=10Ω c) RL=10Ω VL=100V PL = \frac{VL^2}{RL} = \frac{(100)^2}{10} = \frac{10000}{10} = 1000W ≅ 1kW PR = VR . IR = 0W PT = PR + PRL = 1kW η = 1kW / 1kW η = 1 VL = 20V PL = (20)^2 / 10 = 40W PS = 0 PT = 40W η = 100%. η = PL / PT (Potência da carga / Potência total) Eletrônica de Potência Ashfaq Ahmed Ed. Pearson 16/03/2018 Dispositivos eletrônicos de estado sólido - DIODOS - BJTs - MOSFET - TIRISTORES | CHAVES CHAVES SEMICONDUTORES DE POTÊNCIA Uma chave ideal apresenta as seguintes características: 1. Liga e desliga instantaneamente 2. Quando está ligada, a queda de tensão é zero 3. Quando está desligada, a corrente que passa por ela é zero 4. Não dissipa potência 5. Quando ligada, que suporte altas correntes 6. Quando desligada, que suporte altas tensões 7. Que utilize pouca potência para o controle do chaveamento. PERDAS DE POTÊNCIA EM CHAVES NÃO IDEAIS (CAP 1) Vs. [+ -] S RL CHAVE IDEAL => S = OFF I = 0 => PS = 0 => S = ON I = Vs / RL => PS = 0 Os tempos de comutação => 0 tSW-on / tSW-off => 0 CHAVE REAL => perda de potência na condução => perda de potência quando desligada => perda de pelo chaveamento a) BJT = OFF ILEAK (FUGA) P OFF = ILEAK (Vs) b) BJT = ON IC = (Vs - VCE(sat)) / RL PON = VCE(sat) x IC OSTIOSS -> POTÊNCIAS MÉDIAS a) BJT=ON A chave é ligada e desligada periodicamente. Neste caso, é determinada a perda de potência média, considerando o ciclo de trabalho. |===========| | | |________| t_on t_off T = Período de chaveamento P_ON(avg)= P_ON x (t_on / T) = P_ON x d P_ON(avg)= V_CE(sat).I_C (t_on / T) d = ciclo de trabalho P_OFF = P_OFF x (t_off / T)